计算机科学与技术专业方向介绍

计算机科学与技术专业方向介绍
计算机科学与技术专业方向课程介绍
方向1：高性能计算
1、《数值计算方法》：
•课程介绍：数值计算方法重点讲述科学计算和工程出现的数学问题的数值解法。

课程主要内容
包括非线性方程解法、线性方程组的数值解法、插值法和曲线拟合、数值微分与数值积分、常
微分方程的数值解法等。

•课程目的：通过本课程的学习，使学生了解和掌握这门课程所涉及的各种常用的数值计算公
式、数值方法的构造原理及适用范围，掌握数
值计算的基本概念和基本理论，深入理解方法
的设计原理与处理问题的技巧，重视误差分析
与收敛性、数值稳定性，注重利用计算机进行
科学计算能力的培养；使学生在学完高等数学、线性代数之后可以继续提高运用数学知识，为
今后用计算机去有效地解决数值计算问题打下
基础。

2、《并行计算机体系结构》：
•课程介绍：并行计算机体系结构是当今计算机系统的研究热点。

本课程从硬件和软件的角度，
着重讨论对称多处理机系统、大规模并行处理
机系统、机群系统和分布共享存储系统的组成
原理、结构特性、关键技术、性能分析、设计
方法及相应的系统实例等。

•课程目的：并行计算的性能与并行算法的并行性
和计算机系统的并行处理能力有很大关系。

通过该课程的学习，使学生掌握如何开发计算机系统软、硬件的并行性, 以适应并行计算的性能需求和规模需求。

3、《高性能计算》：
•课程介绍：主要介绍高性能计算的历史沿革与发展，及其与科学计算和应用的相互关系、介绍高性能计算的基本支撑平台的常识与使用方法，包括linux操作系统，高性能数值软件库，工具链的基本使用、基于消息传递接口(MPI)的程序设计方法、计算加速器（GPU）的基本原理，程序设计和性能调优、典型并行算法和基本计算方法介绍。

使学生对高性能计算的内涵和设计的计算机软硬件环境建立基本的概念，初步掌握在科研过程中所需使用的高性能计算工具和编程技术，通过具体实例介绍高性能计算问题的基本算法基础。

•课程目的：本课程针对计算机学科的学生进行高性能计算的专业素质培养，介绍运用高性能并行计算机、深入解决科学计算问题所必须掌握的高性能计算原理、并行程序设计和性能优化等方面的基本知识和技术手段。

4、《基于超算平台的应用软件开发》：
•课程介绍：通过该课程的学习，使学生了解并行软件和硬件的方方面面，向学生介绍如何使用MPI（分布式内存编程）、Pthreads和OpenMP （共享内存编程）编写高效的并行程序，使学
员系统地掌握超算平台应用软件的开发与设
计，提高软件与硬件的综合设计能力，以及分
析和解决整体计算机应用的能力。

•课程目的：学习了解超级计算平台的体系结构和并行程序开发的基本原理，以及获得超算平台
应用软件的编程经验。

方向2：大数据技术
1、《大数据技术基础》：
•课程介绍：本课程介绍大数据技术相关基础知识，包括大数据概述、大数据处理模型、大数
据关键技术、大数据时代面临的新挑战、NoSQL
数据库、云数据库、Google Spanner、Hadoop、HDFS、HBase、MapReduce、Zookeeper、流
计算、图计算和Google Dremel等。

•课程目的：通过本课程的学习，使学生了解大数据的基本理论、基本方法和应用技术，使学生
掌握大数据存储、管理的关键技术、大数据的
处理工具，大数据应用主流开发框架以及一些
典型应用案例，为今后有效地解决大数据相关
应用问题打下基础。

2、《实时大数据分析》：
•课程介绍：随着互联网、移动互联网、社交网络、物联网、云计算等新一代信息技术的应用和推
广，人类产生的数据成倍增长，数据种类繁多，数据在宽带网络中高速流动，数据的待开发价
值越来越大，毫无疑问，我们已经进入了大数
据时代。

数据分析一般指通过商业智能（BI）
工具进行分析过程，通常被理解为将企业中现
有的数据转化为知识，帮助企业做出明智的业
务经营决策的工具。

实时大数据分析是指对规
模巨大的数据进行分析，利用大数据技术高效
的快速完成分析，达到近似实时的效果，更及
时的反映数据的价值和意义。

课程详细介绍了
实时大数据分析的基本概念、方法、理论体系，重点讲述了实时大数据分析的关键技术、应用
架构、工具及目前面临的挑战。

•课程目的：通过本课程的学习，要求学生掌握大数据技术与实时分析技术的基本概念、方法、
理论体系，熟练掌握一些常用的实时大数据分
析及其应用的开发方法和技术。

理解工具对实
现实时大数据分析的作用，能够利用所学知识
去解决一些实际的应用问题。

3、《虚拟化与云计算》：
•课程介绍：虚拟化与云计算课程是网络工程专业的专业方向选修课。

主要介绍服务器虚拟化、
存储虚拟化、应用虚拟化及桌面虚拟化各方面
的最新技术和现有的虚拟化软件、工具和开源
产品，培养学生对最新技术的兴趣，加强创新
思维的培养和激发。

重点介绍虚拟机Vmware、云计算平台搭建工具Hadoop、以及对Hadoop
开源系统的各种提升和改进方法。

•课程目的：本课程目的在于使学生了解当前虚拟化计算技术和云计算技术的发展概况、体系架
构、技术标准与虚拟计算基础设施层、中间件层与应用层的关键技术和方法，重点掌握Vmware和Hadoop的工作原理，学习在当前虚拟计算系统中虚拟机的管理、调度分配、负载均衡、数据安全等方面的实际案例，使学生较全面地掌握虚拟计算和云计算的基本架构与相关技术。

4、《数据可视化技术》：
•课程介绍：本课程主要讲授数据可视化的相关技术，包括数据可视化的基本原理与方法，数据可视化在一些典型场合的应用，如时空数据可视化、地理空间数据可视化、高维非空间数据可视化、层次与网络数据可视化、程序设计可视化等内容，同时还包括跨媒体数据可视化、可视化交互与评估以及可视化软件与工具的使用。

通过本课程的学习，学生可以了解数据可视化技术的发展现状以及热点发展方向，为数据可视化技术的实际应用打下基础。

•课程目的：通过本课程的学习，要求学生了解数据可视化的相关技术，包括数据可视化的基本原理与方法，数据可视化在一些典型场合的应用，熟悉主流可视化软件与工具的使用，数据可视化技术的发展现状以及热点发展方向，为数据可视化技术的实际应用打下基础。

方向3：嵌入式系统与芯片设计
1、《单片机及接口技术》：
•课程介绍：该课程为计算机工程专业的学生设计，也适合于对计算机感兴趣的其他专业学生, 通过学习希望达到学习了解单片机系统的科学
概念与设计原理，以及获得动手设计单片机的
编程经验。

内容包括单片机系统处理器的架构，指令系统，I/O端口及其接口设计，开发工具。

指导学生进行完整设计简单和复杂的单片机系
统，包括硬件软件系统的设计。

•课程目的：掌握单片机组成原理及其应用开发方法，熟练掌握单片机汇编语言程序设计，以及
基本的计算机接口技术，熟悉常用的外围接口
芯片及典型电路，培养学生的计算机硬件接口
设计能力，以及计算机底层软件设计能力。

2、《嵌入式系统设计与开发》：
•课程介绍：本课程主要是用于全面介绍在
ARM-Linux环境下的嵌入式系统设计与开发技
术，使学生掌握基本的嵌入式系统设计与开发
的方法。

主要内容包括ARM与Linux基础、内
核的移植与根文件系统的构建、嵌入式系统接
口与驱动程序设计原理与技术、嵌入式Linux
图形用户界面编程、嵌入式Linux下的通信应
用、实时Mobile Linux系统等。

•课程目的：通过本课程理论部分的学习，应使学生能够掌握嵌入式系统设计方面的基本概念和
技能;通过本课程实例部分的学习和模拟应该使
学生初步具备嵌入式系统实际开发能力。

3、《FPGA设计基础》：
•课程介绍：本课程主要帮助学生了解基于FPGA 的嵌入式系统设计的技术特点与优势，通过对FPGA主流开发环境的实践操作，使学生熟悉FPGA嵌入式系统的开发方法。

•课程目的：本课程教学的主要任务是使学生掌握EDA技术的基本知识、大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA的结构原理、EDA开发工具的使用方法与开发流程、VHDL语言的语法结构和编程技巧、宏功能模块的应用、状态机和可编程片上系统SOPC设计及应用。

4、《电子线路CAD设计》：
•课程介绍：本课程是计算机科学与工程方向的专业选修课。

它建立在计算机应用基础、电路基础等课程的基础之上，本课程的目标是让学生学会使用PROTEL软件绘制电路原理图以及印制板电路图，为以后的电路设计学习打下坚实的基础。

•课程目的：本课程在使学生了解印刷电路板制作工艺的基础上，主要讲授印刷电路板制作软件Altium PROTEL的使用方法以及相关的技术问题，使学生能够运用该软件绘制电路原理图、硬刷电路板图以及各种库元件的建立和管理。

方向4：移动智能信息系统
1、《智能移动平台系统》：
•课程介绍：本课程旨在介绍智能移动平台系统相关技术。

智能移动终端是安装有开放式操作系
统，可装载相应的程序来实现相应的功能的设
备，如：智能手机、PDA、平板电脑等，另外
也包括嵌入式系统、移动通信设备、无线设备
等。

无线通信技术的发展使得智能移动终端近
年来迅速崛起。

移动操作系统是智能移动平台
系统的基础和关键软件，类似于PC操作系统，但具有用户体验、电池寿命、云就绪性、安全
性和开放性等移动应用领域特征。

本课程介绍
智能移动智能终端平台相关技术，重点介绍移
动操作系统原理和框架，为智能移动终端应用
开发奠定基础。

•课程目的：本课程介绍智能移动平台系统相关知识，包括概念、方法、技术与应用。

使学生能
够理解智能移动平台系统的相关理论与技术，
了解智能移动平台系统发展的前沿动态，为今
后的研究和工作提供必要的基础。

2、《移动计算技术》：
•课程介绍：本课程旨在介绍移动计算（mobile computing）技术。

移动计算技术是建立在移动
通信技术基础上一种新的计算模式。

它是分布
式计算在移动通信环境下的扩展与延伸。

分布
式计算旨在整合全局资源实现任务的分解与协
同、数据的共享。

无线、移动通信的大众化使
得任何人（whoever）在任何时间（whenever）、任何地点（wherever）与任何人（whomever）
进行任何种类（whatever）的信息交换，即所谓
5W通信成为可能。

其最终的目标是达到通信与
数据服务的智能化，通信技术与计算机技术的
相互融合。

•课程目的：本课程介绍相关知识，包括概念、方法、技术与应用.使学生能够理解移动计算的理
论与技术，了解移动计算与无线网络技术发展
的前沿动态，为今后的研究和工作提供必要的
基础。

3、《智能移动平台应用开发》：
•课程介绍：本课程介绍Android开发技术相关基础知识，具体内容包括：Android环境的搭建，Android项目结构分析，用户界面设计，2D、
3D图形绘制，数据存储与访问，定位服务与地
图应用，网络编程，Android NDK开发及综合
案例。

•课程目的：Android作为目前高端智能手机操作系统，应用范围非常广泛。

通过本课程的学习，使学生能深入了解Android应用软件开发的关
键技术及一些典型应用案列，掌握Android应
用软件开发设计工具，初步具备运用Android
开发技术进行软件开发的能力。

4、《移动Web开发技术》：
•课程介绍：课程讲解HTML5元素、表单、文件处理、声音和视频、绘图、数据存储、WebSQL
编程。

学习这些知识后，会对HTML5有一定
的了解，使学生能够具备从事移动互联网图形、通信、多媒体、游戏等方面软件开发的能力，
为以后的Web开发奠定坚实的基础。

•课程目的：移动Web开发技术是一门理论和实践结合的课程，通过本课程的学习，学生将在已学习过的操作系统、计算机体系结构、嵌入式系统的系统性理论知识和已具有的部分动手实验能力的基础上，进一步掌握如下的知识和动手能力：了解HTML5的页面所具备的特征；
学习使用HTML5常用的交互元素；学习HTML5中的重要元素；学习HTM5的表单和文件的处理；学习HTML5中的音频，视频，绘图相关知识；学习HTML5中的数据存储。

最终使学生能够具备从事移动互联网图形、通信、多媒体、游戏等方面软件开发的能力。